ANNALES
UNI VERSITATIS MARIAE C U R I E - S К Ł O D O W S К A LUBLIN — POLONIA
VOL. XXI, 21 SECTIO D 1966
Katedra i Zakład Chemii Ogólnej. Wydział Lekarski. Akademia Medyczna w Lublinie Kierownik: doc. dr Irena Krzeczkowska
Irena KRZECZKOWSKA, Stanisław SZCZEPANIAK
Badania nad składem aminokwasowym torfu.
I. Analiza jakościowa
Investigations on the Amino Acid Composition of Peat.
I. Qualitative Analysis
Złoża torfowe są bardzo cennym surowcem w wielu dziedzinach gospodarki narodowej. Między innymi torf znajduje zastosowanie do nawożenia gleby oraz do celów leczniczych pod postacią tzw. borowiny. Borowiny w zależności od pocho dzenia różnią się między sobą dość znacznie, jeśli chodzi o oddziaływanie lecz nicze (2). Najprawdopodobniej jest to uwarunkowane odmiennym składem jako ściowym i ilościowym masy torfowej, będącej produktem humifikacji różnego materiału roślinnego.
Nasuwa się pytanie, czy w tym samym profilu torfu istnieją różnice w składzie aminokwasowym w zależności od głębokości złoża. Udział związków azotowych w humusie torfu jest dość znaczny. W częściowo oczyszczonych preparatach sub
stancji humusowych znajdowano od 0,7 do 4,28% azotu (3). Pewna część azotu przypada na azot białkowy.
Wielu badaczy stwierdzało obecność aminokwasów w hydrolizatach różnych frakcji związków humusowych. Pavel, Kolousek i Smatlak(l) określili skład aminokwasowy w kwaśnym hydrolizacie kwasów huminowych. Aminokwasy identyfikowali chromatografią dwukierunkową na bibule Whatman nr 4 w ukła dach fenol — woda i n-butanol — kwas octowy — woda. Znaleziono: 1) kwas cy sternowy, 2) kwas asparaginowy, 3) kwas glutaminowy, 4) dwuhydroksyfenylo- alaninę, 5) serynę, 6) glicynę, 7) treoninę, 8) a — alaninę, 9) lizynę, 10) argininę, 11) prolinę, 12) walinę-metioninę, 13) leucynę-izoleucynę, 14) sulfon metioniny i 15) ślady tyrozyny. Poza tym otrzymywali na chromatogramach dwie plamy, których nie byli w stanie zidentyfikować. Na żadnym chromatogramie nie stwier dzali obecności histydyny. Z powodu niezbyt dobrego rozdziału nie mogli wnio skować o ilościowej zawartości poszczególnych aminokwasów.
Trojanowski i Ł o b a r z e w s к i (3) zidentyfikowali aminokwasy w dwu frakcjach kwasów hymatomelanowych, wyizolowanych z torfu. Frakcję pierwszą stanowił osad wytrącony z ekstraktu alkoholowego torfu za pomocą jonów wapnia.
W skład frakcji drugiej wchodziły kwasy hymatomelanowe pozostałe w roztworze.
200 Irena Krzeczkowska i Stanisław Szczepaniak
Rozdział aminokwasów w hydrolizatach tych frakcji przeprowadzano metodą chro
matografii wstępującej, jednokierunkowej. Stosowano bibułę Whatman nr 1, oraz Schleicher —Schiill nr 2040 i układ rozpuszczalników n-propanol — woda (7 : 3) Zarówno we frakcji pierwszej, jak i drugiej zidentyfikowano siedem aminokwa sów: cystynę, kwas glutaminowy, glicynę, cysteinę, tryptofan (ślady), beta-fenylo- alaninę i norleucynę. We frakcji drugiej otrzymywano ponadto plamę o najwyższym Rf, której nie zidentyfikowano.
Celem naszej pracy było określenie ewentualnych różnic w składzie amino- kwasowym torfu w zależności od głębokości pokładu. Postanowiono przeprowadzić badania nad składem aminokwasowym torfu surowego, jak również alkoholowych ekstraktów torfu, zawierających kwasy hymatomelanowe.
MATERIAŁ I METODY
Przedmiotem badań był torf z łąk Zemborzyckich koło Lublina o profilu wy noszącym 500 cm. Do doświadczeń wzięto 11 próbek położonych na następujących głębokościach: 1) 0 —10 cm, 2) 40 — 50 cm, 3) 90— 100 cm, 4) 140— 150 cm, 5) 190 —200 cm, 6) 240 — 250 cm, 7) 290 —300 cm, 8) 340 —350 cm, 9) 390—400 cm, 10) 440— 450 cm i 11) 49?—500 cm.
Materiał otrzymano od prof, dr Adama Raszewskiego, Kierownika Katedry Fizjologii Roślin, Wydziału Biologii i Nauk o Ziemi UMCS w Lublinie, za co skła damy bardzo serdeczne podziękowanie. Próbki torfu wysuszone na powietrzu roz
cierano w moździerzu porcelanowym aż do uzyskania bardzo drobnego proszku.
Sproszkowany torf przesiewano na sicie o wielkości oczek 0,3 mm celem oddzielenia zanieczyszczeń. Ekstrakcję kwasów hymatomelanowych przeprowadzano wg metody Trojanowskiego (3).
BADANIA WŁASNE
Sproszkowany i oczyszczony torf oraz ekstrakty alkoholowe podda
wano hydrolizie w 6 n HC1 w zatopionych ampułkach we wrzącej łaźni wodnej. Czas hydrolizy wynosił 24 godziny. Hydrolizaty odparowywano pod promiennikami podczerwieni aż do uzyskania roztworu obojętnego.
Rozdział aminokwasów przeprowadzano za pomocą jednokierunkowej chromatografii bibułowej. Stosowano technikę wstępującą, bibułę What-
Tab. 1. Ilość substancji wyekstrahowanej etanolem z 2 g torfu The quantity of the alcoholic extract from 2 g. of peat
Nr próbki I n III IV V VI VII VIII IX x XI
Ilość mg
ekstraktu 140 178 182 233 236 189 134 77 62 38 42
man nr 3 oraz układ rozpuszczalników n-butanol — kwas octowy — woda w stosunku objętościowym 4:1:1. Łącznie z próbkami badanymi zawsze nanoszono na bibułę mieszaninę wzorcową, zawierającą 18 aminokwasów.
W tym układzie rozpuszczalników, po dwukrotnym przepuszczeniu ich
Badania nad składem aminokwasowym torfu. 201
T ab.
2.S k ład aminok wasowy to rf u su ro we go — A m in o ac id co mp osi tion o f ra w p ea t Legenda: + ami nok was o b ec n y , — am in ok was n ie ob ec ny ,
4---- am ino kw as w y k ry w an y n a n ie k tó ry ch ch ro m at o g ram ac h
202 Irena Krzeczkowska i Stanislaw Szczepaniak
T ab.
3.Skład aminok wasowy ek st ra k tó w alkoholowyc h to rf u A m in o acid co m pos it io n o f th e alco ho lic ex tr ac ts o f p ea t
Badania nad składem aminokwasowym torfu... 203 przez bibułę, rozdzielały się wystarczająco wszystkie aminokwasy z wy
jątkiem seryny i glicyny, treoniny i kwasu glutaminowego oraz leucyny i izoleucyny. Celem zidentyfikowania tych aminokwasów rechromato- grafowano plamy odpowiadające tym parom metodą krążkową, stosując układy: n-butanol — aceton — woda (2:2:1) dla pierwszej pary, n-bu- tanol — etanol — woda (4 : 1 :1) dla drugiej i n-butanol — kwas octo
wy — woda (4:1:5) dla trzeciej. Chromatogramy wywoływano na zimno za pomocą 0,2% roztworu ninhydryny w acetonie.
Skład aminokwasowy hydrolizatów poszczególnych próbek torfu su
rowego przedstawiono w tab. 2. W tab. 1 zestawiono ilości gramów ekstraktów alkoholowych, otrzymanych z 2 g torfu położonego na róż
nych głębokościach. W tab. 3 natomiast przedstawiono skład aminokwa
sowy hydrolizatów ekstraktów alkoholowych poszczególnych próbek torfu.
OMÓWIENIE WYNIKÓW I WNIOSKI
W całym profilu torfu surowego, a więc we wszystkich próbkach położonych na różnych głębokościach, wykryto następujące aminokwasy:
lizynę, histydynę, kwas asparaginowy, serynę, glicynę, treoninę, kwas glutaminowy, alaninę, walinę, fenyloalaninę, izoleucynę, i leucynę. Jeśli chodzi o argininę, to jej obecność stwierdzano we wszystkich próbkach z wyjątkiem ostatniej, tj. położonej na największej głębokości. W żadnej próbce nie stwierdzono metioniny. Drugi aminokwas siarkowy — cystyna w wyższych warstwach występuje w ilościach śladowych lub wcale jej nie ma, natomiast w próbkach znajdujących się najgłębiej jej obecność została bezspornie stwierdzona. To samo dotyczy proliny, tyrozyny i tryptofanu.
W hydrolizatach surowego torfu stwierdzono również obecność plamy, umiejscowionej tuż za czołem rozpuszczalnika, a więc posiadającej naj
wyższy współczynnik Rf. Substancja ta z ninhydryną zabarwienia nie daje, natomiast izatyna barwi ją na kolor brunatny. W świetle UV wy
kazuje ona brązową fluorescencję. Najbardziej intensywne plamy, odpo
wiadające aminokwasom zawartym w hydrolizatach torfu surowego, stwierdzano w próbce XI, a więc położonej na największej głębokości.
W składzie aminokwasowym ekstraktów alkoholowych torfu dla większości aminokwasów sytuacja kształtuje się analogicznie do tej, jaka została stwierdzona w torfie surowym. Jedynie dla argininy, proliny i tryptofanu obraz uległ zmianie. Argininę wykryto tylko w wyższych warstwach torfu, natomiast w pięciu ostatnich próbkach, a więc poło
żonych najgłębiej, aminokwasu tego nie stwierdzono. Prolina została zidentyfikowana tylko w dwu próbkach i to w ilościach śladowych.
Tryptofanu nie wykryto na całej głębokości złoża torfowego.
204 Irena Krzeczkowska i Stanisław Szczepaniak
Reasumując należy stwierdzić, że przeprowadzone badania wykazały nieco bogatszy skład aminokwasowy humusu torfowego niż podaje piś
miennictwo. Jak wynika z tabeli drugiej i trzeciej w naszej pracy ziden
tyfikowano 17 aminokwasów, podczas gdy Pavel i współprac. (1) wykryli w kwasach huminowych 15 aminokwasów, a Trojanowski i Łobarzewski(3)w kwasach hymatomelanowych stwierdzają obec
ność siedmiu tych związków.
Większych różnic w składzie aminokwasowym torfu w zależności od głębokości pokładu nie dało się zaobserwować. Spośród 17 aminokwasów trzynaście występuje w całym profilu torfu. Tylko cystyna, prolina, ty
rozyna i tryptofan zostały wykryte jedynie w warstwach położonych najniżej. Nie zauważono również poważniejszych różnic między składem aminokwasowym torfu surowego i ekstraktów alkoholowych. Różnica dotyczy tylko argininy, proliny i tryptofanu. W torfie surowym, szcze
gólnie w warstwach położonych niżej, prolinę i tryptofan stwierdzano bezspornie, natomiast w masie wyekstrahowanej etanolem prolinę wy
kryto tylko w dwu próbkach niżej położonych, a obecności tryptofanu nie stwierdzono w żadnej warstwie.
PIŚMIENNICTWO
1. Pavel L., KolousekJ., SmatlakV.: Sbornik Ceskoslov. Akad. Zemedel.
Ved. 27, 207 —212, 1954.
2. SzmytównaM.: Balneologia Polska, 11, 65 — 68, 1962.
3. Trojanowski J., Łobarzewski J.: Biuletyn Lubelskiego Towarzystwa Naukowego, 1, 169 — 178, 1961.
Pracę otrzymano 25 V 1966 r.
Исследования аминокислотного состава торфа. I. Качественный анализ Резюме
При помощи хроматографии на бумаге определены аминокислот
ные составы гидролизатов сырого торфа и спиртовых вытяжек в за
висимости от глубины слоя.
Установлен аналогичный состав сырого торфа и спиртовых вы
тяжек.
Все испытательные пробы, проводящиеся на различных глубинах, содержали следующие аминокислоты: лизин, гистидин, аспаргиновую кислоту, серин, глицин, треонин, глютаминовую кислоту, аланин, ва
лин, фенилаланин, изолеицин и леицин.
Investigations on the amino acid composition of peat... 205 Цистин, пролин, тирозин и триптофан были обнаружены только в низлежащих слоях.
Табл. 1. Количество спиртовой вытяжки из 2 г торфа.
Табл. 2. Аминокислотный состав сырого торфа.
Табл. 3. Аминокислотный состав спиртовых вытяжек торфа.
Investigations on the Amino Acid Composition of Peat.
I. Qualitative Analysis Summary
The amino acid composition of the hydrolizates of raw peat and its alcoholic, extracts was determined in relation to the depth of the bed, by paper chromatography.
The amino acid composition of the raw peat and that of its alcoholic extracts were found to be similar.
In all test samples, placed at various levels, the following amino acids were found: lysine, histidine, aspartic acid, serine, glycine, threonine, glutamic acid, alanine and leucine.
Cystine, proline, tyrosine and tryptophan were detected only in the lowest layers.
Papier druk. sat. Ill kl. 80 g. Format 70 X 100 Druku str. 7 Annales UMCS Lublin 1966 LZGraf. im. PKWN, Unicka 4. Zam. 2033. 24.V.67 800 + 60 egz. C-3 Manuskrypt otrzymano 24.V.67 Druk ukończono 20.III.68
